(57)【要約】      （修正有）【課題】放熱性に優れ、薄型化および多ピン化が可能であり、実装性に優れ、製造も容易な樹脂パッケージ、及びそれを用いた光学デバイスを提供する。【解決手段】樹脂パッケージ５を、光学半導体素子６を搭載するダイパッド部１を上面に形成した金属台１２と、ダイパッド部１の短辺に一端部が対向するように金属台１２の上面に配列された複数のリード２と、ダイパッド部１と複数のリード２の両端部の上面とが露出するように金属台１２の上面を封止した樹脂封止部４とを有した構造とする。インナーリード２ａの最内端部の薄肉化を達成することができ、一方でアウターリード２ｂは十分な配線ピッチをとることが可能なので、薄型化および多ピン化が可能となり、実装性にも優れたものとなる。また、ダイパット部１を金属台１２の上面に形成しているため熱伝送率が良く、且つパッケージ全体の裏面側に金属台１２を配置することが可能となり、放熱特性が良好になる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子を搭載するダイパッド部を上面に形成した金属台と、
前記ダイパッド部の短辺に一端部が対向するように前記金属台の上面に配列された複数のリードと、
前記ダイパッド部と前記複数のリードの両端部の上面とが露出するように前記金属台の上面を封止した樹脂封止部と
を有した樹脂パッケージ。
【請求項２】
樹脂封止部から露出したリードの外端部が金属台の外周方向を向けて配置された請求項１記載の樹脂パッケージ。
【請求項３】
ダイパッド部に背反する金属台の下面が樹脂封止部から露出している請求項１記載の樹脂パッケージ。
【請求項４】
樹脂封止部は、ダイパッド部に搭載された光学素子の上方に配置される光透過性部材を支持する枠状の支持部を有した請求項１記載の樹脂パッケージ。
【請求項５】
樹脂封止部は、複数のリードの配列方向に沿って延びたリブを有した請求項１記載の樹脂パッケージ。
【請求項６】
請求項１記載の樹脂パッケージのダイパッド部に光学素子を搭載し、
前記光学素子と前記樹脂パッケージの樹脂封止部から露出したリードの内端部とを電気的に接続し、
前記光学素子の上方に配置される光透過性部材を前記樹脂封止部に予め形成された枠状の支持部に設置した
光学デバイス。
【請求項７】
光学素子が発光素子である請求項６記載の光学デバイス。
【請求項８】
光学素子が受光素子である請求項６記載の光学デバイス。
【請求項９】
光学素子が発光素子と受光素子とで構成され、発光素子と受光素子とが電気的に接続されている請求項６記載の光学デバイス。
【請求項１０】
光透過性部材がガラス板である請求項６記載の光学デバイス。
【請求項１１】
光透過性部材がホログラム素子である請求項６記載の光学デバイス。
【請求項１２】
請求項１記載の樹脂パッケージの製造に用いられるリードフレームであって、
光学素子を搭載するダイパッド部を配置するダイパッド領域を設定し、ダイパッド領域の短辺に一端部が対向するように複数のリードを櫛歯状に形成したリードフレーム。
【請求項１３】
請求項１２記載のリードフレームと光学素子を搭載するダイパッド部を上面に形成した金属台とを位置合わせし、前記ダイパッド部と前記リードフレームの複数のリードの両端部の上面とが露出するように前記金属台の上面を樹脂封止する工程と、
前記樹脂パッケージの樹脂封止部から露出したダイパッド部に光学素子を搭載する工程と、
前記光学素子と前記樹脂封止部から露出したリードの内端部とを電気的に接続する工程と、
前記光学素子の上方に配置される光透過性部材を前記樹脂封止部に予め形成した支持部に取り付ける工程と、
前記リードの外端部を境界として前記リードフレームを切断する工程と
を含んだ光学デバイスの製造方法。
【請求項１４】
光学素子を搭載する工程は、発光素子を受光素子に取り付ける前工程と、受光素子をダイパッド部に設置する後工程とを含んでいる請求項１３記載の光学デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂パッケージ、光学デバイス、及びそのためのリードフレームに関し、詳細には、イメージセンサー等の受光素子やレーザ発光素子などの受発光素子を搭載して高出力、小型の光学デバイスを製造する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、音楽媒体や情報記録媒体としてコンパクトディスク系（CD-ROM、CD-R、CD-RW等）及びデジタルバーサタイルディスク系（DVD-ROM、DVD-RW、DVD-RAM等）の光ディスクを用いる光ディスクドライブが急速に普及してきており、光ディスクドライブのキーコンポーネントである光ピックアップ装置は、高倍速記録に対応するための高出力化、ＣＤとＤＶＤの両規格に対応するための高機能化、さらには光ディスクドライブを薄型化すべく小型化が進んできている。そのため光ピックアップ装置に用いる光学デバイスには、高出力化を実現するためのパッケージの放熱性向上、高機能化に対応するための多ピン化、小型化実現のための幅の狭いパッケージ構造が必要不可欠となっている。光学デバイスとしては、受光素子やレーザ発光素子などの受発光素子を実装基板に搭載したもの、例えばホログラムユニットが広く用いられている。
【０００３】
図６は樹脂封止型の光学デバイスの一例としてのホログラムユニット上面図である。
ダイパッド部１とそれに一端部が対向する複数のリード２とを一体に形成したリードフレーム３（切断済みの部分を仮想線で示している）を、前記ダイパッド部１とリード２の両端部とが露出するように樹脂４で一体に封止して樹脂パッケージ５を形成し、この樹脂パッケージ５を実装基板として、樹脂４の開口４ａから露出したダイパッド部１上に光学半導体素子６を搭載し、リード２の内端部と光学半導体素子６の各電極とをワイヤ（金属細線：図示せず）で接続し、光透過性部材７たるホログラムを開口４ａに設置して光学半導体素子６を封止している。光学半導体素子６において、８はシリコン基板、９は受光素子、１０は発光素子である（たとえば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−１４８４５６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記構成の従来の光学デバイスにより光ピックアップ装置の高出力化、高機能化、小型化に対応しようとすると二つの課題がある。一つは高出力化に伴う放熱性の改善であり、もう一つは高機能化、薄型化に伴う配線端子ピッチの狭小化である。
【０００５】
高倍速記録用の光ディスクドライブでは一般に、半導体レーザユニットからの光出力として２００ｍＷ以上の高出力が必要とされる。そのためにレーザの駆動電流が高くなり、レーザ素子自体の温度も上昇し、レーザの信頼性が低下する。したがって環境温度の変化に対して安定的にレーザを駆動するためには、レーザで発生した熱を効率良く逃がすことが必要となる。しかし従来の光学デバイスでは、リードが熱伝導率の低い樹脂、たとえば熱伝導率０．５Ｗ/ｍ/ｄｅｇ程度の樹脂で覆われているため、効率よく熱を逃がすことができない。
【０００６】
光ピックアップ装置用の光学デバイスは、その取り付け配置等の関係から、パッケージの短辺方向における薄型化が特に望まれている。従来の光学デバイスの平面形状は図示したように略長方形であるが、その短辺方向の更なる短縮化は困難となってきている。つまり、短辺方向には外部機器との接続に使用する配線端子（つまりリード２）が並んでおり、小型化に対応しつつ高機能化に伴う配線端子の多ピン化に対応しようとすると、ピンピッチを狭小化する必要がある。具体的には、小型化のためにはパッケージ幅を３ｍｍ以下とする必要があり、高機能化のためには配線端子が最低でも２０ピンは必要となってくる。この場合、光学半導体素子の両側に１０ピンずつ配置するものとし、配線端子幅を０．１５ｍｍ、配線端子間隔を０．１５ｍｍとすると、ピンピッチは０．３ｍｍとなる。このような樹脂パッケージ、つまりリードフレームの樹脂加工品、の加工性や実装性は十分なものではない。
【０００７】
そこで本発明は、放熱性に優れ、短辺方向を薄くする薄型化および多ピン化が可能であり、実装性に優れ、製造も容易な樹脂パッケージ、及びそれを用いた光学デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の樹脂パッケージは、光学素子を搭載するダイパッド部を上面に形成した金属台と、前記ダイパッド部の短辺に一端部が対向するように前記金属台の上面に配列された複数のリードと、前記ダイパッド部と前記複数のリードの両端部の上面とが露出するように前記金属台の上面を封止した樹脂封止部とを有したことを特徴とする。
【０００９】
これによれば、ダイパット部のためのサポートリードを要していた従来構造と比べて、各リードを薄肉化できるとともに、微細なリードをプレス打ち抜き加工等で容易に形成することができ、配線ピッチを狭小化して、薄型化、多ピン化が可能となる。また、ダイパット部は金属台の上面に形成しているため熱伝送率が良く、且つ外部端子となるリードの外端部の上面を露出させるだけなので、パッケージ全体の裏面側に金属台を配置することが可能となり、放熱特性が良好になる。
【００１０】
樹脂封止部から露出したリードの外端部は金属台の外周方向に向けて配置することができる。金属台の複数辺に対して外周方向に向けて配置した場合には、リードの内端部に比べて外端部の配線ピッチを大きくすることができ、実装性に優れたものとなる。
【００１１】
ダイパッド部に背反する金属台の下面が樹脂封止部から露出しているのが好ましい。樹脂封止部は、ダイパッド部に搭載された光学素子の上方に配置される光透過性部材を支持する枠状の支持部を有しているのが好ましい。樹脂封止部は、複数のリードの配列方向に沿って延びたリブを有しているのが好ましい。
【００１２】
本発明の光学デバイスは、上記した樹脂パッケージのダイパッド部に光学素子を搭載し、前記光学素子と前記樹脂パッケージの樹脂封止部から露出したリードの内端部とを電気的に接続し、前記光学素子の上方に配置される光透過性部材を前記樹脂封止部に予め形成された枠状の支持部に設置したことを特徴とする。
【００１３】
これによれば、光学素子で発生した熱は直接にダイパット部・金属台に伝わり、金属台の全体から外部に放散される。したがって、光学デバイスの短辺方向を薄くする構成、すなわちダイパッド部の短辺に一端部が対向するようにリードを配列する構成と、放熱性の向上とを両立できる。
【００１４】
光学素子は発光素子であってよい。また光学素子は受光素子であってよい。光学素子が発光素子と受光素子とで構成され、発光素子と受光素子とが電気的に接続されていてよい。
【００１５】
光透過性部材はガラス板であってよい。また光透過性部材はホログラム素子であってよい。
本発明のリードフレームは、上記した樹脂パッケージの製造に用いられるリードフレームであって、光学素子を搭載するダイパッド部を配置するダイパッド領域を設定し、ダイパッド領域の短辺に一端部が対向するように複数のリードを櫛歯状に形成したことを特徴とする。
【００１６】
本発明の光学デバイスの製造方法は、上記したリードフレームと光学素子を搭載するダイパッド部を上面に形成した金属台とを位置合わせし、前記ダイパッド部と前記リードフレームの複数のリードの両端部の上面とが露出するように前記金属台の上面を樹脂封止する工程と、前記樹脂パッケージの樹脂封止部から露出したダイパッド部に光学素子を搭載する工程と、前記光学素子と前記樹脂封止部から露出したリードの内端部とを電気的に接続する工程と、前記光学素子の上方に配置される光透過性部材を前記樹脂封止部に予め形成した支持部に取り付ける工程と、前記リードの外端部を境界として前記リードフレームを切断する工程とを含んだことを特徴とする。
【００１７】
光学素子を搭載する工程は、発光素子を受光素子に取り付ける前工程と、受光素子をダイパッド部に設置する後工程とを含んでいてよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の樹脂パッケージは、ダイパッド部を金属台の上面に形成したことで、放熱特性が良好になるとともに、複数のリードの配線ピッチの自由度が増して、薄型化および多ピン化が可能となり、実装性にも優れたものとなる。複数のリードの加工も容易であり、低コスト化を実現できる。この樹脂パッケージを用いた光学デバイスは、高出力化、高機能化、小型化に対応できるものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態における光学デバイスの斜視図、図２は同光学デバイスの要部の斜視図、図３は同光学デバイスの要部の図２におけるＡ−Ａ’断面図、図４は同光学デバイスを構成するリードフレームの斜視図である。
【００２０】
図１〜図３に示すように、樹脂封止型の光学デバイスは、ダイパッド部１とその短辺に一端部が対向する複数のリード２とを、ダイパッド部１とリード２の両端部とが露出するように樹脂４で一体に封止して樹脂パッケージ５を形成し、この樹脂パッケージ５を実装基板として、樹脂４の開口４ａから露出したダイパッド部１上に光学半導体素子６を搭載し、リード２の内端部と光学半導体素子６の各電極とをワイヤ（金属細線）１１で接続し、光透過性部材たるホログラム素子７ａを開口４ａに設置して光学半導体素子６を封止している。光学半導体素子６において、８はシリコン基板、９は受光素子、１０は発光素子である。
【００２１】
各リード２において、樹脂４から露出した内端部がインナーリード２ａ、外端部がランド電極となるアウターリード２ｂである。インナーリード２ａ，アウターリード２ｂとも上面，端面のみが露出しており、その他の面は樹脂４で被覆されている。インナーリード２ａ，アウターリード２ｂの上下方向の厚みは樹脂４による被覆部よりも大きい。
【００２２】
光学半導体素子６は、シリコン基板に形成された受光素子９とその上に搭載された発光素子１０とからなり、受光素子９の内側パッド電極９ａと発光素子１０のパッド電極１０ａとをワイヤボンディングによりワイヤ１１を介して電気的に接続し、受光素子９の外側パッド電極９ｂとインナーリード２ａとを上記したようにワイヤ１１で接続している。
【００２３】
樹脂４は、ダイパッド部１を囲むように枠状に形成された支持部４ｂと、支持部４ｂの両外側でリード２に対して垂直な方向に立ち上がり、リード２の配列方向に沿うように延びた２つのリブ４ｃとを備えている。２つのリブ４ｃは一対をなし、互いに対向しており、支持部４ｂに一体化されている。ただしリブ４ｃは少なくとも２つあればよい。
【００２４】
この光学デバイスが先に図６を用いて説明した従来のものと相違するのは、ダイパッド部１が、金属台１２の上面に突出して形成されている点である。以下に図４を参照しながら詳細に説明する。図４では、簡便のために樹脂パッケージ５の製造過程を一図にまとめて示している。
【００２５】
ダイパッド部１は、従来のようにリードフレーム３に一体に形成されるのでなく、金属台１２の上面中央に金属台１２に一体に形成されている。ダイパッド部１，金属台１２には放熱性に優れる銅などの金属材料を用いる。金属台１２は中空の仕様とすることができる。
【００２６】
リードフレーム３は、金属板を平面形状にプレス打ち抜きして、複数ユニット分、並べて形成される。プレス打ち抜きした時点では、図中の左端に示すように、上記したダイパッド部１に相当する寸法のダイパッド領域１３を設定して、ダイパッド領域１３の短辺に一端部が対向するように複数のリード２が櫛歯状に形成されている。ここでは、ダイパッド領域１３の左右両側に１２本ずつのリード２が形成されている。仮想線で示したのが樹脂被覆される部分で、それよりダイパッド領域１３寄りの端部（内端部）がインナーリード２ａ、もう一方の端部（外端部）がアウターリード２ｂとなる。
【００２７】
各列のインナーリード２ａはダイパッド領域１３の短辺と直交する方向に延び、その最内端部は互いに近接しないようにジグザグ状に配置されている。各列のアウターリード２ｂは、列の外側のものほど外方へ屈折して形成されていて、外側の数本はダイパッド領域１３の短辺に沿う方向に延びている。これによりアウターリード２ｂは、金属台１２の端部の三辺に並ぶことになり（図中の中央あるいは右端のユニットを参照）、インナーリード２ａに比べてアウターリード２の配線ピッチは大きいものとなる。
【００２８】
この状態のリードフレーム３の下側に金属台１２を配置して、そのダイパッド部１の上面とリード２の上面とが面一をなすように所定位置に位置決めし、金型（図示せず）を用いて金属台１２の上面を樹脂モールドして、図中の中央に示すような樹脂封止体５ａを形成する。そして、樹脂封止体５ａのリードフレーム３をアウターリード２ｂの外側で切断して、図中の右端に示す樹脂パッケージ５を得る。
【００２９】
この樹脂パッケージ５のダイパッド部１の表面に（図１〜図３参照）、発光素子１０を予め接合した受光素子９を直接に銀ペースト等の接着剤で固定し、受光素子９の内側パッド電極９ａと発光素子１０のパッド電極１０ａ、および、受光素子９の外側パッド電極９ｂとインナーリード２ａをワイヤボンディングによりワイヤ１１を介して電気的に接続し、最後に、樹脂４の支持部４ｂ上にホログラム素子７ａを接着固定することにより、光学デバイスが得られる。ホログラム素子７ａに代えて、図５に示すように、ガラス板７ｂを樹脂４の支持部４ｂ上に接着固定して光学デバイスを構成してもよい。
【００３０】
尚、図２に示したように、金属台１２の短辺方向を幅Ｗ方向とし、金属台１２の長辺方向を長さＬ方向とし、幅Ｗ方向と長さＬ方向とに直交する方向を光学デバイスの高さＨ方向とすると、光学デバイスを光ピックアップ装置に備え付けたときには、幅Ｗ方向が光ディスク（図示せず）の厚さ方向と同じ方向となる。
【００３１】
以上の構造を有することにより次のような効果がある。
樹脂パッケージ５においては、ダイパッド部１を金属台１２の上面に形成し、ダイパッド部１の短辺に一端部が対向するように複数のリード２を配列するようにしたことにより、ダイパット部のためのサポートリードを要していた従来構造と比べて、加工が容易になり、ファインピッチ化に要求されるインナーリード２ａの最内端部の薄肉化を達成することができ、一方でアウターリード２ｂは十分な配線ピッチをとることが可能なので、短辺方向を薄くする薄型化および多ピン化が可能となり、実装性にも優れたものとなる。低コスト化も実現できる。アウターリード２ｂは上面（および端面）を露出させるだけなので、金属台１２を樹脂パッケージ全体に配置し、その金属台１２の下面全体を露出させることができ、ダイパッド部１・金属台１２の厚肉化も可能であるため、良好な放熱特性を実現できる。換言すると、放熱性に優れ、短辺方向を薄くする薄型化および多ピン化が可能であり、実装性に優れた樹脂パッケージ５を、容易に且つ低コストで得ることができる。
【００３２】
このような樹脂パッケージ５を用いた光学デバイスは、インナーリード２ａがファインピッチ化されていることから薄型化が可能であり、またダイパッド部１・金属台１２を通じての放熱特性が良好なものとなり、高出力化、高機能化、小型化に対応できるものとなる。製造も容易かつ低コストに行える。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、受光素子やレーザ発光素子を有して、光ピックアップ装置に組み込まれるホログラムユニットなどの光学デバイスに利用することができ、光ピックアップ装置の高出力化、高機能化、小型化に特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施形態における光学デバイスの斜視図
【図２】図１の光学デバイスの要部の斜視図
【図３】図１の光学デバイスの要部の断面図
【図４】図１の光学デバイスを構成するリードフレームの斜視図
【図５】本発明の他の実施形態における光学デバイスの斜視図
【図６】従来の光学デバイスの（ａ）平面図および（ｂ）断面図
【符号の説明】
【００３５】
１    ダイパッド部
２    リード
2a    インナーリード
2b    アウターリード
３    リードフレーム
４    樹脂
4b    支持部
4c    リブ
５    樹脂パッケージ
６    光学半導体素子
7a    ホログラム素子（光透過性部材）
7b    ガラス版
12    金属台
13    ダイパッド領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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